[发明专利]一种栅极可调高灵敏偏振探测器的制备方法

说明书

本发明公开了一种栅极可调高灵敏偏振探测器的制备方法，包括衬底、第一金属电极、PdSe₂/WSe₂二维范德华异质结、石墨烯层、第二金属电极；所述的衬底为SiO₂/Si衬底；所述的PdSe₂/WSe₂二维范德华异质结包括PdSe₂层、WSe₂层；所述的PdSe₂层底面设于衬底顶面上；所述的WSe₂层底面设有台阶，所述的WSe₂层底面分别设于衬底顶面、PdSe₂层顶面上；所述的石墨烯层底面设有台阶，所述的石墨烯层底面分别设于衬底顶面、WSe₂层顶面上；所述的第一金属电极底面设于PdSe₂层顶面上，所述的第一金属电极与WSe₂层不接触；所述的第二金属电极底面设于石墨烯层顶面上。本发明成本低廉、工艺简单，通过范德华异质结和栅极调控，有效地抑制了暗电流，大大提高了光灵敏度和响应速度。

技术领域

本发明涉及光电探测器技术领域，具体为一种栅极可调高灵敏偏振探测器的制备方法。

背景技术

光电探测器已广泛应用于军用和民用领域，如光通信、光纤传感、光电成像、射线测量和工业自动控制等，此外，与传统的薄膜光电探测器相比，基于二维材料的光电探测器具有更优异的性能，具有更广阔的应用前景。

随着光电探测器件的发展，需要不断提高探测精度和深化探测维度，偏振光电探测器件可探测光的强度和波长，可实现对光偏振方向的响应，并可显著提升成像效果和对物体的探测能力，随着集成电路的发展，小型化、集成化和低功耗设计已成为偏振探测的重要方向；最近，具有面内低对称性和强的极化敏感性的二维材料，例如黑磷，黑砷等，被人们广泛应用于偏振探测器中，越来越多的二维偏振探测器被科学家关注与研究；此外，二维层状半导体晶体通过层间弱范德华力结合，而无需考虑晶格失配，因此，基于各向异性二维材料的结构偏振敏感光电探测器将在未来的复杂环境中显示出更精确地识别目标的巨大潜力，利用二维材料的本征结构各向异性来构筑偏振探测器件，有望解决传统偏振光电探测系统体积大、结构复杂等问题，在实现器件小型化、集成化等方面具有独优势。

硒化钯(PdSe₂)是一种新兴的材料，由于其不对称的五边形晶格结构而具有强大的面内各向异性，但是PdSe₂基偏振光电探测器的低响应度和响应速度慢等问题阻碍了其的进一步应用，因此开发一种成本低廉、工艺简单且具有高响应度和快速响应的PdSe₂硒化钯光电探测器的制备方法，是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于改进PdSe₂基偏振光电探测器的低响应度和响应速度慢等问题，提供一种成本低廉、工艺简单的基于PdSe₂光电晶体管及其异质结构，并通过范德华异质结和栅极调控，有效地抑制了暗电流，提高光灵敏度和响应速度的栅极可调高灵敏偏振探测器的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：